フォトトロピンを介した気孔開口運動の解明

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17084005
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 島崎 研一郎 九州大学, 大学院・理学研究院, 教授 (00124347)
• 研究分担者: 土井 道生 九州大学, 高等教育開発推進センター, 助教 (00167537) ; 木下 俊則 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (50271101)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2009
• キーワード: 気孔 / フォトトロピン / 青色光 / 情報伝達 / H^+-ATPase

研究概要

気孔の青色光による開口反応について、その情報伝達成分の解明を目指して多くの方法を用いて研究した。その結果、光のフォトトロピンによる受容から細胞膜H^+-ATPaseの活性化にいたる経路に、シグナル伝達体として働く複数のタンパク質成分や活性化状態を同定した。また、フォトトロピンの自己リン酸化反応が下流への情報伝達に必須であり、気孔応答以外のフォトトロピンを介した青色光応答に共通の事象である事を証明した。

研究成果

• [雑誌論文] Biochemical characterization of calcineurin B-like interacting protein kinase in Vicia guard cells. (2010)
  • 著者名/発表者名: Tominaga, M., Harada, A., Kinoshita, T., Shimazaki, K.
  • 雑誌名: Plant & Cell Physiol. 51 ページ: 408-421
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Arabidopsis PHYTOCHROME KINASE SUBSTRATE2 Protein Is a Phototropin Signaling Element That Regulates Leaf Flattening and Leaf Positioning. (2010)
  • 著者名/発表者名: Matthieu de Carbonnel, Davis, P., M. Rob G. Roelfsema, Inoue, S., Schepens, I., Lariguet, P., Geisler, M., Shimazaki, K., Hangarter, R., Fankhauser, C.
  • 雑誌名: Plant Physiol. 152 ページ: 1391-1405
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measuremant of changes in cytosolic Ca2+ in Arabidopsis guard cells and mesophyll cells in response to blue light. (2009)
  • 著者名/発表者名: Harada, A., Simazaki, K.
  • 雑誌名: Plant & Cell Physiol. 50 ページ: 360-373
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification and Functional Characterization of Inhibitor-3, a Regulatory Subunit of Protein Phosphatase 1 in Plants. (2009)
  • 著者名/発表者名: Takemiya, A., Ariyoshi, C., Shimazaki, K.
  • 雑誌名: Plant Physiol. 150 ページ: 144-156
  • 査読あり
• [雑誌論文] Leaf positioning of Arabidopsis in response to blue light. (2008)
  • 著者名/発表者名: noue S, Kinoshita T, Takemiya A, Doi M, Shimazaki K.
  • 雑誌名: Mol Plant 1 ページ: 15-26
  • 査読あり
• [雑誌論文] Blue light-induced autophosphorylation of phototropin is a primary step for signaling. (2008)
  • 著者名/発表者名: Inoue S, Kinoshita T, Matsumoto M, Nakayama KI, Doi M, Shimazaki K.
  • 雑誌名: PNAS 105 ページ: 5626-5631
  • 査読あり
• [雑誌論文] The stomata of the fern Adiantum capillus-veneris do not respond to CO2 in the dark and open by photosynthesis in guard cells. (2008)
  • 著者名/発表者名: Doi M., Shimazaki K.
  • 雑誌名: Plant Physiol. 147 ページ: 922-930
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular basis of the functional specificities of phototropin 1 and 2. (2008)
  • 著者名/発表者名: Aihara Y, Tabata R, Suzuki T, Shimazaki K, Nagatani A.
  • 雑誌名: Plant J. 56 ページ: 364-375
  • 査読あり
• [雑誌論文] Degradation of sphingoid long-chain base 1-phosphates (LCB-1Ps): Functional characterization and expression of AtDPL1 Encoding LCB-1P lyase Involved in the dehydration stress response in Arabidopsis. (2008)
  • 著者名/発表者名: Nishikawa M, Hosokawa K, Ishiguro M, Minamioka H, Tamura K, Hara-Nishimura I, Takahashi Y, Shimazaki K, Imai H.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 49 ページ: 1758-1763
  • 査読あり
• [雑誌論文] The C-terminal kinase fragment of Arabidopsis phototropin 2 triggers constitutive phototropin responses. (2007)
  • 著者名/発表者名: Sam-Geun K, Kinoshita T, Shimazaki K, Mochizuki N, Suzuki, T, Nagatani A.
  • 雑誌名: Plant J. 51 ページ: 862-873
  • 査読あり
• [雑誌論文] Protein phosphorylation and binding of a 14-3-3 protein in Vicia guard cells in response to ABA. (2007)
  • 著者名/発表者名: Takahashi Y, Kinoshita T., Shimazaki K.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 48 ページ: 1182-1191
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phototropins and Blue Light-dependent Calcium Signaling in Higher Plants. (2007)
  • 著者名/発表者名: Harada, A., Shimazaki, K.
  • 雑誌名: Photochem. and Photobiol. 83 ページ: 102-111
  • 査読あり
• [雑誌論文] Light regulation of stomatal movement. (2007)
  • 著者名/発表者名: Shimazaki, K., Doi, M., Assmann, SM., Kinoshita, T.
  • 雑誌名: Annu. Rev. Plant Biol. 58 ページ: 219-247
  • 査読あり
• [雑誌論文] The fern Adiantum capillus-veneris lacks stomatal responses to blue light. (2006)
  • 著者名/発表者名: Doi, M. Wada, M., Shimazaki, K.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 47 ページ: 748-755
  • 査読あり
• [雑誌論文] Protein phosphatase 1 positively regulates stomatal opening in response to blue light in Vicia faba. (2006)
  • 著者名/発表者名: Takemiya, A. Kinoshita, T., Shimazaki, K.
  • 雑誌名: PNAS 103 ページ: 13549-13554
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phototropin from Chlamydomonas reinhardtii Is Functional in Arabidopsis thaliana. (2005)
  • 著者名/発表者名: Onodera, A., Kong, S-G., Doi, M., Shimazaki, K., Christie, J., Mochizuki, N., Nagatani, A.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 46 ページ: 367-374
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phototropins promote plant growth in response to blue light in low light environments. (2005)
  • 著者名/発表者名: Takemiya, A., Inoue, S., Doi, M, Kinoshita, T., Shimazaki, K.
  • 雑誌名: Plant Cell. 17 ページ: 1120-1127
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isolation of a Protein Interacting with Vfphot1a in Guard Cells of Vicia faba. (2005)
  • 著者名/発表者名: Emi, T., Kinoshita, T., Sakamoto, K., Mineyuki, Y., Shimazaki, K.
  • 雑誌名: Plant Physiol. 138 ページ: 1615-1626
  • 査読あり
• [雑誌論文] Biochemical characterization of the plasma membrane H+-ATPase activation in guard-cell protoplasts of Arabidopsis thaliana in response to blue light. (2005)
  • 著者名/発表者名: Ueno, K., Kinoshita, T., Inoue, S., Emi, T., Shimazaki K.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 46 ページ: 955-963
  • 査読あり
• [雑誌論文] Possible involvement of phototropins in leaf movement of kidney bean in response to blue light. (2005)
  • 著者名/発表者名: Inoue S, Kinoshita, T., Shimazaki K.
  • 雑誌名: Plant Physiol. 138 ページ: 1994-2004
  • 査読あり
• [学会発表] 気孔孔辺細胞における青色光シグナルのイオン輸送への変換 (2010)
  • 著者名/発表者名: 島崎研一郎、井上晋一郎、武宮淳
  • 学会等名: 日本植物生理学会2009年度年会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 20100318-20100321
• [学会発表] Inhibitor-3はPP1調整サブユニットとしてシロイヌナズナの初期胚発生に機能する (2010)
  • 著者名/発表者名: 武宮淳史、有吉千絵、島崎研一郎
  • 学会等名: 日本植物生理学会2009年度年会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 20100318-20100321
• [学会発表] たった一つのアミノ酸置換でphot1はphot2の働きをする (2010)
  • 著者名/発表者名: 井上晋一郎、友清雄大、島崎研一郎
  • 学会等名: 日本植物生理学会2009年度年会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 20100318-20100321
• [学会発表] 青色光に依存した気孔開口における孔辺細胞葉緑体の関与 (2010)
  • 著者名/発表者名: 渡辺治隆、土井道生、島崎研一郎
  • 学会等名: 日本植物生理学会2009年度年会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 20100318-20100321
• [学会発表] Memorial Symposium, Biology of Snesing (2009)
  • 著者名/発表者名: Simazaki, K.
  • 学会等名: Phototropin-mediated Stomatal Opening
  • 発表場所: Inamori Hall, Kyoto University., Kyoto, Japan.
  • 年月日: 20091202-20091203
• [学会発表] シロイヌナズナ孔辺細胞におけるアブシジン酸情報伝達の生化学的解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 高橋洋平、木下俊則、島崎研一郎
  • 学会等名: 日本植物学会第73回大会
  • 発表場所: 山形大学
  • 年月日: 20090917-20090920
• [学会発表] 光による気孔開口制御の分子機構 (2009)
  • 著者名/発表者名: 島崎研一郎、武宮淳史、井上晋一郎、土井道生
  • 学会等名: 日本植物生理学会2008年度年会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 20090321-20090324
• [学会発表] ホスファチジン酸は青色光による気孔開口を阻害する (2009)
  • 著者名/発表者名: 武宮淳史、島崎研一郎
  • 学会等名: 日本植物生理学会2008年度年会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 20090321-20090324
• [学会発表] シロイヌナズナphototropin2におけるキナーゼアクティベーションループのリン酸化部位の機能解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 井上晋一郎、友清雄大、島崎研一郎
  • 学会等名: 日本植物生理学会2008年度年会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 20090321-20090324
• [学会発表] シロイヌナズナ孔辺細胞におけるアブシジン酸情報伝達の生化学的解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 蛭子雄太、高橋洋平、木下俊則、島崎研一郎
  • 学会等名: 日本植物生理学会2008年度年会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 20090321-20080324
• [学会発表] 光による気孔開口の分子機構 (2009)
  • 著者名/発表者名: 島崎研一郎
  • 学会等名: 日本生物環境工学会2009年福岡大会
  • 年月日: 2009-09-06
• [学会発表] Finnish-Japanese Seminar Genomics and Molecular Mechanisms of Regulation in Photosynthetic Organisms (2008)
  • 著者名/発表者名: Simazaki, K.
  • 学会等名: Phototropin-mediated stomatal opening and its signaling
  • 発表場所: Vuoranta, Helsinki Finland.
  • 年月日: 20081028-20081101
• [学会発表] International Symposium of Korean Societyof Photoscience (2008)
  • 著者名/発表者名: Simazaki, K.
  • 学会等名: Blue light signaling in stomatal opening response
  • 発表場所: Ramada Hotel, Jeju Island, Korea
  • 年月日: 20080925-20080928
• [学会発表] Stomatal opening response by blue light (2008)
  • 著者名/発表者名: Simazaki, K.
  • 学会等名: The 4th International Symposium on Plant Neurobiology
  • 発表場所: Fukuoka Japan.
  • 年月日: 20080606-20080609
• [学会発表] Phototropin-mediated signaling in stomatal guard cells and related responses (2008)
  • 著者名/発表者名: Simazaki, K.
  • 学会等名: The 25th Annual Missouri Plant Bio Symposium Plant Photobiology
  • 発表場所: University of Missouri-Columbia, MO USA.
  • 年月日: 20080528-20080531
• [学会発表] 青色光受容体フォトトロピンの自己リン酸化部位の同定とその機能解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 井上晋一郎、木下俊則、土井道生、島崎研一郎
  • 学会等名: 日本植物生理学会2007年度年会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 20080320-20080322
• [学会発表] シロイヌナズナ孔辺細胞における青色光による細胞内カルシウム濃度変化 (2008)
  • 著者名/発表者名: 原田明子、島崎研一郎
  • 学会等名: 日本植物生理学会2007年度年会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 20080320-20080322
• [学会発表] 青色光受容体フォトトロピン2重変異体からの気孔開度変異体の単離 (2008)
  • 著者名/発表者名: 木下俊則、小野奈津子、井上晋一郎、島崎研一郎
  • 学会等名: 日本植物生理学会2007年度年会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 20080320-20080322
• [学会発表] アジアンタム気孔の二酸化炭素不感受性と孔辺細胞光合成に依存した気孔開口 (2008)
  • 著者名/発表者名: 土井道生、島崎研一郎
  • 学会等名: 日本植物生理学会2007年度年会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 20080320-20080322
• [学会発表] 青色光受容体フォトトロピンのシグナル伝達に関連した気孔開度変異体の単離 (2008)
  • 著者名/発表者名: 田畑亮平、木下俊則、島崎研一郎
  • 学会等名: 日本植物生理学会2007年度年会
  • 発表場所: 幌コンベンションセンター
  • 年月日: 20080320-20080322
• [学会発表] 青色光に依存した気孔開口の一酸化窒素による阻害 (2007)
  • 著者名/発表者名: 張驍、武宮淳史、木下俊則、島崎研一郎
  • 学会等名: 日本植物生理学会2006年度年会
  • 発表場所: 愛媛大学
  • 年月日: 20070328-20070630
• [学会発表] 孔辺細胞における細胞膜H+-ATPaseのリン酸化反応と複合体の解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 木下俊則、高橋洋平、島崎研一郎
  • 学会等名: 日本植物生理学会2006年度年会
  • 発表場所: 愛媛大学
  • 年月日: 20070328-20070330
• [学会発表] ソラマメ孔辺細胞におけるABAによる61kDa蛋白質のリン酸化と14-3-3蛋白質の結合 (2007)
  • 著者名/発表者名: 高橋洋平、木下俊則、島崎研一郎
  • 学会等名: 日本植物生理学会2006年度年会
  • 発表場所: 愛媛大学
  • 年月日: 20070328-20070330
• [学会発表] 青色光に依存したシロイヌナズナ葉の光定位 (2007)
  • 著者名/発表者名: 井上晋一郎、木下俊則、武宮淳史、土井道生、島崎研一郎
  • 学会等名: 日本植物生理学会2006年度年会
  • 発表場所: 愛媛大学
  • 年月日: 20070328-20070330
• [学会発表] The Biology of Transpiration: From Guard cells to Glove (2006)
  • 著者名/発表者名: Simazaki, K.
  • 学会等名: Blue light regulation of stomatal function
  • 発表場所: Snowbird Mountain Resort, UT, USA.
  • 年月日: 20061010-20061014
• [学会発表] 耐乾性作物ササゲの水分応答とシグナル伝達 (2006)
  • 著者名/発表者名: 井上眞理, 江頭知穂, 川口誠仁, 山内崇, 今村雅和, 湯淺高志, 島崎研一郎
  • 学会等名: 日本植物学会第70回大会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 20060913-20060916
• [学会発表] Nibb 53 Conference. (2006)
  • 著者名/発表者名: Simazaki, K.
  • 学会等名: Blue light signaling for stomatal opening in guard cells
  • 発表場所: Okazaki, Nagoya, Japan
  • 年月日: 20060614-20060617
• [学会発表] Gordon Research Conferences (2006)
  • 著者名/発表者名: Simazaki, K.
  • 学会等名: Photosensory Receptors and Signal Transduction "How does a plant process blue light to open stomata?"
  • 発表場所: IlCiocco, Pisa, Italy
  • 年月日: 20060430-20060505
• [学会発表] ソラマメ孔辺細胞におけるABAに応答する蛋白質リン酸化反応の解析 (2006)
  • 著者名/発表者名: 高橋洋平, 木下俊則, 島崎研一郎
  • 学会等名: 日本植物生理学会2005年度年会
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 20060319-20060321
• [学会発表] シロイヌナズナ孔辺細胞における青色光によるカチオン輸送 (2006)
  • 著者名/発表者名: 原田明子, 島崎研一郎
  • 学会等名: 日本植物生理学会2005年度年会
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 20060319-20060321
• [学会発表] 孔辺細胞の細胞膜H+-ATPaseのin vitroでのリン酸化反応と複合体の解析 (2006)
  • 著者名/発表者名: 木下俊則, 島崎研一郎
  • 学会等名: 日本植物生理学会2005年度年会
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 20060319-20060321
• [学会発表] 青色光に依存したインゲンマメの葉の運動はフォトトロピンによって制御される (2006)
  • 著者名/発表者名: 井上晋一郎, 木下俊則, 島崎研一郎
  • 学会等名: 日本植物生理学会2005年度年会
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 20060319-20060321
• [学会発表] 孔辺細胞青色光情報伝達におけるプロテインフォスファターゼ1の関与 (2006)
  • 著者名/発表者名: 武宮淳史, 木下俊則, 淺沼三和子, 島崎研一郎
  • 学会等名: 日本植物生理学会2005年度年会
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 20060319-20060321
• [学会発表] 葉の重量変動を指標にしたシロイヌナズナ気孔開度変異体のスクリーニング (2006)
  • 著者名/発表者名: 木下俊則, 高木亜美子, 野田浩美, 島崎研一郎
  • 学会等名: 日本植物学会第70回大会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 20060319-20060321
• [学会発表] タンパク質エリシターにより誘導されるタバコ培養細胞BY-2のpH変化と細胞膜H+-ATPase活性の制御 (2005)
  • 著者名/発表者名: 久保田知子, 玉内亮介, 門田康弘, 木下俊則, 島崎研一郎, 朽津和幸
  • 学会等名: 日本植物学会第69回大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 20050920-20050923
• [学会発表] インゲンマメにおける青色光に応答する葉の運動の生化学的解析 (2005)
  • 著者名/発表者名: 井上晋一郎, 木下俊則, 島崎研一郎
  • 学会等名: 日本植物学会第69回大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 20050920-20050923
• [学会発表] 孔辺細胞の細胞膜H+-ATPaseのリン酸化反応についての生化学的解析 (2005)
  • 著者名/発表者名: 木下俊則, 島崎研一郎
  • 学会等名: 日本植物学会第69回大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 20050920-20050923
• [学会発表] XVI International Botanical Congress. Stomatal Guard Cells: Model System for Signal Transduction (2005)
  • 著者名/発表者名: Simazaki, K.
  • 学会等名: Protein phosphorylation and dephosphorylation in blue light response of stomata
  • 発表場所: Vienna, Austria.
  • 年月日: 20050617-20050623
• [備考]
  • URL: http://cellbio.biology.kyushu-u.ac.jp/shimazaki/